Коробка передач Советский патент 1982 года по МПК F16H3/64 

(54) КОРОБКА ПЕРЕДАЧ

Изобретение относится к машиностроению и может быть HcnojibsoBaHO в качестве узла постройки кинемати ческих цепей в металлорежущих станках.,

Известны электронные гитары , осуществляющие автоматическую настройку передаточного отношения 1.

Но их применение предполагает .замену кинематических связей электрическими, гидравлическими и т.п. и, как неизбежное следствие, встройку в станок дорогоето.ящих регулируемых приводов и систем управления.

Наиболее близкой k изобретению по технической сущности является коробка передач, содержащая корпус, входной и выходной ва.лы, управляемые муфты сцепления и и последовательно соединенные конические дифференциа.пы. В данной коробке передач соседние центраJп.ныe колеса соединены меящу собой, водила первой и последующих ступеней через одно соединены с выходным валом, води.ла остальных ступеней заторможены, а ведомые центральные колеса первой и.последующих ступеней через одно связаны с соответствующими тормозами 2 .

Недостатком известной коробки передач является то, что она может осуществлять ограниченное количество передаточных отношений (не более 20-24), что ограничивает их применение в металлорежущих станках разомкнутыми кинематическими цепями, например цепями подач или главного движения.

10

Кроме того, автоматизация настройки передаточных отношений в подобных передачах практически неосуществима.

15

Целью изобретения является расширение кинематических возможностей передачи, упрощение настройки передаточного отношения.

Поставленная цель достигается

20 тем, что в коробке передач, содержащей корпус, входной и выходной валы, управляемое муфты сцепления и тормоза и последовательно соединенные конические дифференциалы,

25 первое центральное колесо каждого дифференциала кинематически связано с управляемым тормозом и через управляемую муфту с входным валом, второе центральное колесо, начиная

30 со второго дифференциала, связано с водилом предьщущего дифференциала и с управляемЕдм тормозом. При этом в замедляющих передачах второе центральное колесо первого дифференциала заторможено, а водило последнего дифференциала соединено с выходным валом, а в ускоряющих передачах второе центральное колесо первого дифференциала связано с вьоходным валом/ а водило последнего заторможено. Кроме того, коробка переда,ч може быть снабжена дополнительным дифференциалом, одно центральное колесо которого связано с водилом последне го дифференциала, и кинематической цепью, включагацей реверсирующее уст ройства и управляемую муфту и связы вающей второе центральное колесо первого дифференциала с вторым цент ральным колесом или водилом дополнительного дифференциала, а выходно вал соединен соответственно с водило или вторым центральным колесом допо нительного дифференциала. Предпочтительно передаточные отношения между входным валом и первыми центральным колесами всех дифференциалов выбирать одинаковыми, а между вторыми центральными колесами и водилами со седних дифференциалов - равными единице. На фиг.1 представлена кинематическая схема коробки передач, в которой выходной вал соединен с водилом дополнительного дифференциала; на фиг. 2 - В лполнение дополнительного дифференциала, в котором с выходным валом соединено второе центральное колесо. Коробка передач содержит размещенные в корпусе (не показан) входной 1 и выходной 2 валы, соединенные последовательно однотипные конические дифференциалы, каждый из которых включают первое З и второе 4 центральные колеса (k - порядковый номер дифференциала), водило SK и сателлит 6,, и управляемые тор мэза 7 и 8, взаимодействующие соответственно с первым 3 и вторым 4ц центральными колесами. Первые центральные колеса З через зубчатые пары 9 и управляемые муфты 10 взаим действуют с входным валом, а вторые центральные колеса 4 каждого дифференциала, начиная со второго, связаны с водилами 5 предыдущих ступеней. В качестве одного из вариантов конструктивного исполнения коробка передач содержит дополнительный дифференциал, второе центральное колесо ъ4.уг-к которого связано с водилом 5 последнего дифференциала, водило + у,-) - С ВЫХОДНЫМ валом 2, а перисе центральное колесо Зцчпи-1Посредством кинематической цепи связано с вторым центральным колесом 4 первой ступени. В состав кинематической цепи входит управляемая муфта 11 и реверсируищее устройство 12 {фиг.1). Возможен вариант, когда с выходным валом 2 -взаимодействует первое центральное колесо дополнительного дифференциала, а кинематическая связь замыкается на его водило 5.(фиг ;2) , где пит- натуральные числа (n+m+i k). Коробка передач работает следующим образом. Вращение с входного вала 1 через управляемые муфты 10 и зубчатые пары 9 передается на первые центральные колеса 3, дифференциалов и далее на выходной вал 2. Передаточное отношение коробки зависит от количества включенных управляемых тормозов 7 и 8 и муфт 10. Угловые скорости элементов k-ro конического дифференциала связаны следующим соотношением: и „ 0,5 (UJ,J +Wll ) (1) или 01 2( Л, (2) , где tt/K и ( угловьЕ скорости соответственно первого Зц и второго 4к центрального колеса; U)K - угловая скорость водила. Используя соотношение (2) для п последовательно соединенных дифференциалов, получим о; - - oyV+a-(-,( . tlii2.---,«-.)-1(-М2,---Л--.) , ( где ±„ - передаточное отнесение кинематической связи между k-ым и (k+1) дифференциалом. В коробке передач (фйг.1) 1( 1. Если затормозить п-ое водило (UiJ 0), то согласно (3), получим-ускоряющую передачу, в которой входными являются первые центральные колеса 3, , а выходным элементом - второе центральное колесо 4 первого дифференциала. По аналогии из (1) можно получить формулу для угловой скорости водила 5jy, последнего -дифференциала ШЙ,2- С1м,1-2,-И-ы 1}ЬУ1 hl-- (1., и-а.-и-тм i,-,i.. Затормозив- второе центральное колесо 4.., (-1)-ой ступени (if 0), , получим замедляющую передачу, в которой входными являются первые центральные колеса 3, а выходным элементом - водило 5 последней ступени. Таким образом, включив 8 управляемый тормоз в цепи дифференциалов, получим коробку передач с двумя выходами: центральное колесо 4 и водило . При этом ветвь (1-п) является ускоряющей, а ветвь (от -1 до -т) - замедляющей. Угловые скорости звеньев 4 и 5. можно просуммировать с помощью дополнительного дифференциала (с элементами п + m + 1) и кинематической цепи, содержащей управляемую муфту 11 и реверсирующее устройство-12. Ведомым звеном при этом MDжет быть либо водило ,,. дополнительного дифференциала (фиг.1), либо его первое солнечное колесо (фиг.2). Передаточное отношение в первом случае а во втором i. 2(Ц} где 1« , а . Если далее выбрать 1 ii. .. . 1ц i-w 1 ,0 и - Р w т г могут принимать значения или 1 или первое из которых соответствует зам нутому состоянию кинематической свя зи между соответствующим дифференциалом и входным валом, а второе заторможенному состоянию первого центрального колеса 3 этозто же диф ференциала, то получим исполнение коробки передач, реализующее представление передаточного отношения в двоичной форме ла1 2ч -- - V a--i;,,.... Заторможенная связь между двумя соседними дифференциалами определя прложение запятой, отделяющей целую часть i от дробной. С помэщью упра ляемлх тормозов 8ц положение запят мэжет изменяться, сохраняя неизмен ной относительную погрешность настройки. Изменение знака перед целой частью Ij с помощью реверсирующего устройства 12 позволяет настраиват одно и то же значение, например i 1,53, как сумму 1 + 0,53 или как разность 2-0,47. В коробках переда предназначенных для настройки толь целочисленных или только дробных значений 1, не нужны дополнительны дифференциал, кинематическая связь между и последним дифференциалами и тормоза 8 между соседними дифференциалами. В общем случае число дифференци лов, не считая дополнительного, равно числу членов полинома (7) , представляющего любое из настраива мых действительнь1Х значений переда (1 точного отношения внутри заданного диапазона с заданной точностью и дискретностью. Например, 15-разряднцй узел обеспечивает настройку любого значения 1 0,707, с абсо-. лютной погрешностью,, Д i 0,0001. Для получения требуемого передаточного числа, например 0,3092, нужно перевести его в двоичное число: 0,010011100011001, затем затормозить первые центральные колеса 3|, дифференциалов, соответствующие 0: 2,3,6,7,8,12,13 и 15, и соединить с входным валом колеса, соответствующие 1: 1,4,5,9,10,11 и 14. Коробка передач, позволяя осуществить автоматизацию настройки передаточного дешев1 1и и доступными средствами, сокращает время настройки, а также повышает точность замкнутых кинематических цепей за счет регулирования передаточного отношения в процессе обработки. Формула изобретения 1.Коробка передач, содержащая корпус, входной и выходной валы, управляемые муфты сцепления и тормоза и последовательно соединенные конические дифференциалы, отличающаяся тем,что, с целью расширения кинематических возможностей,первое центральное колесо каждого дифференциала кинематически связано с управляемым тормозом и через управляемую муфту с входным Всшом, второе центральное колесо, начиная с второго дифференциала, связано с водилом предыдущего дифференциала и с управляемым тормозом. 2.Коробка по П.1, отличающаяся тем, что, с целью получения замедляющей передачи, второе центральное колесо первого дифференциала заторможено, а водило последнего дифференциала соединено с выходным валом. 3.Коробка по п. 1, о т л и ч а ющ а-я с я тем, что, с целью получения ускоряющей передачи, второе центральное колесо первого дифференциала связано с выходным валом, а водило последнего заторможено. 4.Коробка по п. 1, отлича гощ а я с я тем, что она снабжена дополнительные дифференциалом, одно центральное колесо которого связано с водилом последнего дифференциала, : и кинематической цепью, включающей реверсирующее устройство и управляемую муфту и связывающей второе центральное колесо первого дифференциала с вторым центральным колесом или подилом дополнительного дифференциала, а выходной вал соединен соответственно с водилом или вторым центральным колесом дополнительного дифференциала.

сами и водилами соседних дифференциалов - равными единице.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.. Авторское свидетельство СССР 693079,кл,Р 16 Н 3/44,1977(прототип)